JP2023046364A - 潤滑剤組成物および転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】過酷条件における鋼製の軸受部での摩耗などを抑制できる潤滑剤組成物、および、この潤滑組成物を用いた転がり軸受を提供する。【解決手段】潤滑剤組成物７は、鋼製の軸受部に用いられ、無機系ナトリウム塩を含み、無機系ナトリウム塩が１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上であり、無機系ナトリウム塩が、モリブデン酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１つを含み、潤滑剤組成物は、さらにソルビタン系エステルまたはアルキルジチオリン酸亜鉛を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の無段変速機、風力発電装置の増速機など、歯車や軸受部に使われる潤滑剤組成物と、この潤滑組成物を用いた転がり軸受に関する。

油圧モータや油圧ポンプ、アクスル遊星部には、一般的にギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受が使用されている。これらのオイルには、一般的には作動油が用いられている。

また、近年、高速・高荷重などの使用条件の過酷化、および省エネルギー化による潤滑油の低粘度化に伴って油膜切れが起こりやすく、鋼製の軸受部材から構成される軸受においては、鋼同士が接触する潤滑状態で運転される傾向にある。その結果、軸受の軌道面に摩耗を伴う表面損傷（早期剥離など）が発生する場合がある。

従来、軸受の摩耗対策には公知の極圧剤や油性剤を使用することで軸受の軌道面の摩耗に対する対策が行われている。例えば、特許文献１には、リン系極圧剤を所定量含み、低粘度化しても、金属疲労寿命、耐摩耗性、および電気絶縁性に優れる潤滑剤組成物が記載されている。

特開２０１９－０７３５７２号公報

特許文献１記載の潤滑剤組成物の場合、通常の使用条件下において、金属疲労寿命や、耐摩耗性が良好であったとしても、高湿度下での高速・高荷重などの過酷条件においては、腐食摩耗の対策として不十分となる可能性がある。例えば、自動車の電動化に際して省エネルギー化を図るべく、低粘度潤滑油を適用した軸受において、シールトルクを低減した構造のシールを採用することがある。この場合、軸受の内部空間内に水が入りやすくなり、油膜切れによる鋼同士の接触により、接触部（軌道面など）での凝着や腐食摩耗、早期剥離が起こりやすくなる。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、過酷条件における鋼製の軸受部での摩耗などを抑制できる潤滑剤組成物、および、この潤滑組成物を用いた転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の潤滑剤組成物は、鋼製の軸受部に用いられ、上記潤滑剤組成物は、無機系ナトリウム塩（Ｎａ_ｘＭ_ｙＯ_z）を含み、上記無機系ナトリウム塩が１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での上記鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上であることを特徴とする。

上記無機系ナトリウム塩が、モリブデン酸ナトリウム（Ｎａ_２ＭｏＯ_４）および亜硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_３）から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする。

上記潤滑剤組成物は、ソルビタン系エステルを含むことを特徴とする。また、上記潤滑剤組成物は、アルキルジチオリン酸亜鉛を含むことを特徴とする。

上記潤滑剤組成物は、増ちょう剤を含むグリースであることを特徴とする。

本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、該内輪および外輪の間に介在する複数の転動体と、軸受内空間に封入または供給される潤滑剤組成物とを有する転がり軸受であって、この潤滑剤組成物が上述した本発明の潤滑剤組成物であることを特徴とする。

本発明の潤滑剤組成物は、鋼製の軸受部に用いられ、無機系ナトリウム塩を含み、無機系ナトリウム塩が１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上であるので、鋼表面に腐食されにくい被膜（耐腐食被膜）を形成できる。その被膜の効果により、過酷条件においても、鋼製の軸受部での凝着や腐食摩耗を抑制でき、耐摩耗性に優れる。そのため、軸受の軌道面における摩耗を伴う表面損傷を抑制できる。

無機系ナトリウム塩が、モリブデン酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１つを含むので、鋼表面に形成される耐腐食被膜の厚さがより厚くなり、腐食摩耗耐性および凝着抑制効果により優れる。

潤滑剤組成物は、ソルビタン系エステルまたはアルキルジチオリン酸亜鉛を含むので、腐食摩耗耐性および凝着抑制効果により優れる。

本発明の転がり軸受は、上記潤滑剤組成物を用いるので、高湿度下での高速・高荷重などの過酷条件においても、鋼製の軸受部での凝着や腐食摩耗を抑制できる。このため、自動車の無段変速機、風力発電装置の増速機などに用いられる軸受として好適に使用できる。

本発明の転がり軸受の縦断面図である。 増速機の断面図である。 自然電位の測定方法を示す概略図である。 自然電位測定の結果を示す図である。 摩耗深さの測定方法を示す概略図である。

本発明者らは、高湿度下での高速・高荷重などの過酷条件における鋼製の軸受部での摩耗などを抑制すべく、潤滑に供する潤滑剤組成物について鋭意検討を行なった。その結果、潤滑剤組成物が、鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上となる無機系ナトリウム塩（２５℃、１質量％水溶液）を含むことで、予想外に優れた摩耗抑制効果が得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。

本発明の潤滑剤組成物は、鋼製の軸受部に用いられる。この潤滑剤組成物は、無機系ナトリウム塩を含む。本発明では、この無機系ナトリウム塩が、これを１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上であることに特徴を有する。

ここで、自然電位とは、金属がその存在している環境で維持している金属固有の電位である。具体的には、所定の濃度の試料溶液中に参照電極と、対極と、試料極とを浸漬して、所定の温度条件下で一定時間静置して試料極表面での酸化還元状態が平衡になった時点での電位差をいう。試料極としては、板状、円環状などの自由な形状の試験片を用いることができ、本発明においては円環状の試験片を用いることが好ましい。

本発明の潤滑剤組成物は、上述のように、鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上となる無機系ナトリウム塩（２５℃、１質量％水溶液）を含むので、鋼表面に腐食されにくい被膜（耐腐食被膜）が形成される。一般的に、試料極の種類、試料溶液濃度が同一の場合、自然電位が高いほど、試料極表面に厚い酸化膜が形成されていると考えられる。そして、この耐腐食性被膜は酸化膜であることから、鋼の自然電位が０．０４Ｖ未満の場合よりも厚い酸化膜が形成されていると考えられる。この被膜の効果により、少しの摩耗の場合は新生面が表出しにくく、腐食摩耗耐性および凝着抑制効果に優れる。その結果、通常では鋼同士が接触するような厳しい潤滑状態でも耐摩耗性に優れる。

潤滑剤組成物が含む無機系ナトリウム塩は、より厚い耐腐食被膜を形成して耐摩耗性を向上させる観点から、１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位が、０．０６Ｖ以上であることが好ましく、０．０８Ｖ以上であることがより好ましく、０．１０Ｖ以上であることがさらに好ましい。また、無機系ナトリウム塩は、水溶性であることが好ましい。無機系ナトリウム塩が水溶性である場合、軸受空間内に入った水に溶解して、耐腐食被膜がより形成されやすい。

本発明に使用できる無機系ナトリウム塩は、モリブデン酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましく、モリブデン酸ナトリウムを含むことがより好ましい。

本発明に用いるモリブデン酸ナトリウムは、無水物でも水和物でも使用できる。モリブデン酸ナトリウムの配合量は、潤滑剤組成物全量に対して、０．１～５質量％が好ましい。より好ましくは０．１～２質量％であり、さらに好ましくは１～２質量％である。モリブデン酸ナトリウムの配合量が０．１質量％未満では十分な耐摩耗性が得られにくい。

モリブデン酸ナトリウムは、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面に反応して、酸化鉄とともにモリブデン化合物を含む膜を形成すると考えられる。軸受の転走面が酸化鉄やモリブデン化合物被膜で覆われて、鋼表面に形成される耐腐食被膜の厚さがより厚くなることで、腐食摩耗耐性および凝着抑制効果により優れる。

潤滑剤組成物は、ソルビタン系エステルを含むことが好ましい。ソルビタン系エステルの例としては、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレート、ソルビタントリベヘレート、ソルビタンステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンカプリレートなどのソルビタン脂肪酸エステルを挙げることができるが、これに限定されるものではない。ソルビタン系エステルは、無機系ナトリウム塩の分散性の観点から、ソルビタンモノオレートまたはソルビタントリオレートであることがより好ましい。

潤滑剤組成物に分散された無機系ナトリウム塩の粒子表面とソルビタン系エステルが相互作用することにより、ソルビタン系エステルは粒子表面に吸着膜を形成して粒子を安定化すると考えられる。詳細には、ソルビタン系エステルは、適度な配位能を有するテトラヒドロフラン構造（５員環の環状エーテル構造）を備えるため、無機系ナトリウム塩の分散性に優れる。その結果、より微小な無機系ナトリウム塩が、凝集することなく、潤滑剤組成物中に長期間安定して存在でき、耐腐食被膜をより効果的に形成できると考えられる。また、ソルビタン系エステルの吸着膜は、軸受転走面の表面にも形成されることで、耐摩耗性の向上に寄与し得る。

本発明の潤滑剤組成物中に占めるソルビタン系エステルの配合割合は０．０５～５質量％であることが好ましい。０．０５質量％未満では無機系ナトリウム塩の分散効果や耐摩耗性向上効果に劣るおそれがある。５質量％をこえると無機系ナトリウム塩の分散効果や耐摩耗性向上効果が頭打ちになるおそれがある。

本発明では無機系ナトリウム塩を分散させた潤滑剤組成物の製造において、湿式粉砕法を採用してもよい。例えば、液相となる一定量の基油中で、液相に対して親和性のない無機系ナトリウム塩などをソルビタン系エステルの存在下で粉砕し、その後、この混合物を所定の濃度となるように基油で希釈するとともに、必要に応じて他の添加剤を加える方法などが挙げられる。これにより、モリブデン酸塩などの無機系ナトリウム塩がソルビタン系エステルに包み込まれやすくなり、分散性が向上し凝集や沈澱が生じにくくなる。

潤滑剤組成物は、アルキルジチオリン酸亜鉛を含むことが好ましい。アルキルジチオリン酸亜鉛による被膜形成によって、耐腐食被膜を保護し、腐食摩耗耐性および凝着抑制効果にさらに優れる。上記被膜は、上述した酸化膜やモリブデン化合物との反応膜である。

アルキルジチオリン酸亜鉛は、炭素数１～３０の第１級アルキル基を有するアルキルジチオリン酸亜鉛（以下、ｐｒｉ－ＺｎＤＴＰという）であることがより好ましい。本発明において、ｐｒｉ－ＺｎＤＴＰは下記式（１）で示される。

式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、各々、炭素数１～３０の第１級（プライマリー）アルキル基である。第１級アルキル基とは、置換基Ｒ１およびＲ２において、ジアルキルジチオリン酸亜鉛中の酸素原子に直接結合する炭素原子が１級炭素原子であることをいう。Ｒ１およびＲ２としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、２－エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、ドコシル基、テトラコシル基などが挙げられる。なお、Ｒ１およびＲ２は、互いに同一であっても異なっていてもよい。式（１）において、置換基Ｒ１およびＲ２は、炭素数６～２４が好ましく、炭素数８～１６がより好ましい。

本発明では、アルキルジチオリン酸亜鉛を用いることで、無機系ナトリウム塩、特にモリブデン酸ナトリウムとの相乗効果により転走面での摩耗を効果的に防止できる。特に、ｐｒｉ－ＺｎＤＴＰを用いることで、この効果に優れる。なお、上記式（１）で表されるｐｒｉ－ＺｎＤＴＰとして、１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アルキルジチオリン酸亜鉛の配合量は、潤滑剤組成物全量に対して、０．１～５質量％であることが好ましい。より好ましくは０．１～２質量％であり、さらに好ましくは１～２質量％である。アルキルジチオリン酸亜鉛の配合量が０．１質量％未満では腐食摩耗耐性および凝着抑制効果の向上が得られにくい。

本発明の潤滑剤組成物に用いる基油は、通常、転がり軸受に用いられるものであれば、特に制限なく用いることができる。例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリ－α－オレフィン油（ＰＡＯ油）、アルキルベンゼン油などの合成炭化水素油、エステル油、エーテル油、シリコーン油、フッ素油などが挙げられる。これらの基油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

合成炭化水素油としてはＰＡＯ油がより好ましい。ＰＡＯ油は、α－オレフィンまたは異性化されたα－オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α－オレフィンの具体例としては、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、１－ドデセン、１－トリデセン、１－テトラデセン、１－ペンタデセン、１－ヘキサデセン、１－ヘプタデセン、１－オクタデセン、１－ノナデセン、１－エイコセン、１－ドコセン、１－テトラドコセンなどが挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。エステル油としては、ポリオールエステル油、りん酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油などが挙げられる。

基油の動粘度（混合油の場合は、混合油の動粘度）としては、４０℃において１０～１５０ｍｍ^２／ｓが好ましい。より好ましくは１０～１００ｍｍ^２／ｓであり、さらに好ましくは２０～８０ｍｍ^２／ｓであり、最も好ましくは２０～４０ｍｍ^２／ｓである。

本発明の潤滑剤組成物には、本発明の目的を損なわない範囲でさらに他の添加剤を配合してもよい。例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、スルホン酸塩などの防錆剤、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。

本発明の潤滑剤組成物の形態としては、（１）基油と無機系ナトリウム塩を含む潤滑油組成物、（２）基油と増ちょう剤と無機系ナトリウム塩を含むグリース組成物、が挙げられる。

本発明の潤滑剤組成物が潤滑油組成物の場合、無機系ナトリウム塩と他の添加剤以外は上記基油となる。本発明の潤滑剤組成物がグリース組成物の場合、基油は、基油および増ちょう剤の合計量に対して６０質量％～９５質量％含むことが好ましい。基油の含有量が６０質量％未満では、寿命低下のおそれがあり、９５質量％をこえると、相対的に増ちょう剤量が少なくなり、グリース化が困難になるおそれがある。

本発明の潤滑剤組成物をグリース組成物として用いる場合に配合する増ちょう剤としては、特に限定されず、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、金属石けん、複合金属石けんなどの石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などの非石けん系増ちょう剤を使用できる。金属石けんとしては、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けん、リチウム石けんなどが、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、他のポリウレア化合物、ジウレタン化合物などが挙げられる。

ウレア化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られる。ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。また、モノアミン成分は、脂肪族モノアミン、脂環式モノアミンおよび芳香族モノアミンを用いることができる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環式モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、ｐ－トルイジンなどが挙げられる。

本発明の潤滑剤組成物をグリース組成物として用いる場合の混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２００～３５０の範囲にあることが好ましい。ちょう度が２００未満である場合は、油分離が小さく潤滑不良となるおそれがある。一方、ちょう度が３５０をこえる場合は、グリース組成物が軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。混和ちょう度は、２５０～３００の範囲にあることがより好ましい。

本発明の潤滑剤組成物を封入してなる転がり軸受について図１に基づいて説明する。図１は深溝玉軸受の断面図である。転がり軸受１は、外周面に内輪転走面２ａを有する内輪２と内周面に外輪転走面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面２ａと外輪転走面３ａとの間に複数個の転動体４が配置される。この転動体４は、保持器５により保持される。また、内・外輪の軸方向両端開口部８ａ、８ｂがシール部材６によりシールされ、軸受内空間の少なくとも転動体４の周囲に上述の潤滑剤組成物７が封入される。内輪２、外輪３および転動体４は鋼材からなり、潤滑剤組成物７が転動体４との転走面に介在して潤滑される。

転がり軸受１において、内輪２、外輪３、転動体４などの軸受部材を構成する鋼材は、軸受材料として一般的に用いられる任意の材料であり、例えば、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３、ＳＵＪ４、ＳＵＪ５など；ＪＩＳＧ４８０５）、浸炭鋼（ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０など；ＪＩＳＧ４０５３）、ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃなど；ＪＩＳＧ４３０３）、高速度鋼（Ｍ５０など）、冷間圧延鋼などが挙げられる。また、シール部材６は、金属製またはゴム成形体単独でよく、あるいはゴム成形体と金属板、プラスチック板、またはセラミック板との複合体であってもよい。耐久性、固着の容易さからゴム成形体と金属板との複合体が好ましい。

図１では軸受として玉軸受（シール部材有り）について例示したが、本発明の転がり軸受の形態はこれに限定されない。例えば、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などとしても使用できる。

本発明の転がり軸受は、上記潤滑剤組成物が軸受内空間（軸受部）に供給・封入されているので、高湿度下かつ高速・高荷重などの過酷条件であっても、鋼製の軸受部における凝着や腐食摩耗を抑制でき、耐摩耗性に優れる。このため、自動車の無段変速機、風力発電装置の増速機などに用いられる軸受として好適に使用できる。

本発明の転がり軸受を適用した風力発電装置の増速機の一例を図２に示す。図２は、増速機の断面図である。増速機本体２１は、入力軸２２と出力軸２３との間に、一次増速機となる遊星歯車機構２６と、二次増速機２７とを設けたものである。遊星歯車機構２６は、入力軸２２と一体のキャリア２８に遊星歯車２９を設置し、遊星歯車２９を、内歯のリングギヤ３０と太陽歯車３１に噛み合わせ、太陽歯車３１と一体の軸を中間出力軸３２とするものである。二次増速機２７は、中間出力軸３２の回転を出力軸２３に複数の歯車３３～３６を介して伝達する歯車列からなる。遊星歯車２９や、この遊星歯車２９を支持する軸受鋼からなる転がり軸受３７、リングギヤ３０、二次増速機２７の歯車３３となる各部品が、ハウジング２４内の潤滑油貯留槽２４ａの潤滑油２５内に浸漬される。この潤滑油２５が、上述の潤滑剤組成物である。潤滑油貯留槽２４ａは、ポンプおよび配管からなる循環給油手段（図示せず）によって循環させられる。なお、循環給油手段は必ずしも設けなくてもよく、油浴潤滑形式としてもよい。

この風力発電装置における増速機では、屋外に設置され、湿度の変動や風雨にさらされて水分が潤滑油中に混入する可能性がある。本発明の潤滑剤組成物では、このような潤滑条件下であっても、鋼製の軸受部での凝着や腐食摩耗を抑制できるので、増速機の長寿命化が図れる。この結果、風力発電装置のメンテナンス頻度を減少させることができる。

無機系ナトリウム塩の耐腐食被膜形成能と耐摩耗性を評価するため、種々の無機系ナトリウム塩の自然電位測定と、それらを含む潤滑剤組成物の摩耗深さ試験を行った。

＜自然電位＞
自然電位測定の例として、モリブデン酸ナトリウム水溶液（０．５質量％、１質量％）、およびタングステン酸ナトリウム水溶液（１質量％）の３つの試験溶液の測定結果について説明する。各試料溶液について、図３に示す装置を用いて以下の測定条件で自然電位測定を行った。試料溶液は、測定前に窒素バブリングを４０時間行い、溶存酸素の脱気を行った。測定時にはバブリングを止め、約４０時間電位差を測定した。測定開始から３０時間後の電位差を自然電位の値として採用した。

測定条件
装置：北斗電工製ポテンショスタット
参照電極：飽和カロメル電極（Ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｃａｌｏｍｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，ＳＣＥ）
対極：白金電極
試料極：ＳＵＪ２製試験片（円環形状）
測定温度：２５℃

図４に、自然電位測定の結果を示す。３つの試料溶液の全てが、測定開始初期に電位差が大幅に上昇し、測定開始から１０時間以降はほぼ一定の値を示していることがわかる。溶液濃度１質量％の場合、モリブデン酸ナトリウムの自然電位は０．０５～０．０６Ｖであるのに対し、タングステン酸ナトリウムの自然電位は０．０２～０．０３Ｖであり、モリブデン酸ナトリウムは比較的高い自然電位の値を示した。この結果より、モリブデン酸ナトリウムはタングステン酸ナトリウムよりも厚い酸化膜を形成することが示唆された。なお、０．５質量％のモリブデン酸ナトリウムの自然電位は０．０７～０．０９Ｖであった。

＜耐摩耗性（摩耗深さ）＞
摩耗深さ試験は、図５に示す試験装置を用いて以下の試験条件で行った。各種潤滑剤組成物の湯浴中に、円環状の鋼製平板と３つの鋼球を浸漬し、鋼球に鋼製平板方向に荷重を掛けながら、円環に沿って所定時間回転させた。摩耗深さの測定は、鋼球を所定時間回転させた後の鋼製平板の転走面上に形成されたわずかな凹部の深さを測定することにより行った。図５において点線で囲った領域が測定部位である。

試験条件
試験片：鋼球／鋼製平板
鋼材の材質：ＳＵＪ２
Ｐ_ｍａｘ：３．０ＧＰａ
回転（すべり）速度：３００ｍｍ／ｓ
時間：２０時間
油温：１００℃

表１に種々の無機系ナトリウム塩を含む潤滑剤組成物の組成、自然電位、および摩耗深さの結果を示す。表１記載の自然電位は各組成物が含む無機系ナトリウム塩を１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位である。潤滑剤組成物の調製に関し、基油、添加剤、無機系ナトリウム塩の含有量は、それぞれ、潤滑剤組成物（基油＋添加剤＋無機系ナトリウム塩）に対する含有率（質量％）を示している。なお、実施例１～８の潤滑剤組成物には、無機系ナトリウム塩として、１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上である無機系ナトリウム塩が配合されている。

表１において、実施例１～８は、摩耗深さが３μｍ以下であるのに対し、比較例１～８は、摩耗深さが８μｍ以上であり、自然電位が０．０４Ｖ以上を示す無機系ナトリウム塩を含む潤滑剤組成物は耐摩耗性に優れることが分かる。自然電位が高いほど鋼表面が酸化（腐食）を受けにくい状態となっていることを表わすことから、実施例１～８は、比較例１～８よりも厚い酸化膜が形成されており、摩耗、特に腐食摩耗から保護されていると考えられる。

実施例８よりも実施例２の方が摩耗深さが小さく、亜硫酸ナトリウムよりも自然電位が高いモリブデン酸ナトリウムの方が耐摩耗性向上効果に優れることが分かった。また、実施例４よりも実施例３や実施例２の方が摩耗深さが小さく、ソルビタン系エステルとモリブデン酸ナトリウムの併用は耐摩耗性向上効果に優れることが分かった。さらに、摩耗深さが、実施例３＞実施例２＞実施例６の順に小さくなることから、同一配合量の場合、ソルビタンモノオレート＜ソルビタントリオレート＜ジチオリン酸亜鉛の順に耐摩耗性向上効果が大きいことが分かった。

また、実施例２や実施例６よりも実施例７の方が摩耗深さが小さいことから、ソルビタン系エステルと、ジチオリン酸亜鉛と、モリブデン酸ナトリウムとの併用は耐摩耗性向上効果に特に優れることが分かった。これは、ソルビタン系エステルによるモリブデン酸ナトリウム粒子表面への吸着膜形成効果と、ジチオリン酸亜鉛の反応膜がモリブデン酸ナトリウムの耐腐食被膜を保護（強化）する効果との相乗効果によるものと考えられる。また、実施例２よりも実施例５の方が摩耗深さが小さいことから、エステル油よりもＰＡＯ油の方が耐摩耗性向上効果に優れることが分かった。なお、モリブデン酸ナトリウムの配合量が比較的少ない実施例１は実施例２よりも高い自然電位を示したものの、摩耗深さは同等の値であった。

本発明の潤滑剤組成物は、高湿度下での高速・高荷重などの過酷条件における鋼製の軸受部での摩耗などを抑制でき、耐摩耗性に優れる。このため、自動車の無段変速機、風力発電の増速機などに用いられる軸受に広く使用できる。

１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 保持器
６ シール部材
７ 潤滑剤組成物
８ａ、８ｂ 軸方向両端開口部
２１ 増速機本体
２２ 入力軸
２３ 出力軸
２４ ハウジング
２５ 潤滑油
２６ 遊星歯車機構
２７ 二次増速機
２８ キャリア
２９ 遊星歯車
３０ リングギヤ
３１ 太陽歯車
３２ 中間出力軸
３３～３６ 歯車
３７ 転がり軸受

Claims (6)

1. 鋼製の軸受部に用いられる潤滑剤組成物であって、
   前記潤滑剤組成物は、無機系ナトリウム塩を含み、
   前記無機系ナトリウム塩が１質量％の濃度で溶解した２５℃の水溶液中での前記鋼の自然電位が０．０４Ｖ以上であることを特徴とする潤滑剤組成物。
2. 前記無機系ナトリウム塩が、モリブデン酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の潤滑剤組成物。
3. 前記潤滑剤組成物は、ソルビタン系エステルを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑剤組成物。
4. 前記潤滑剤組成物は、アルキルジチオリン酸亜鉛を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の潤滑剤組成物。
5. 前記潤滑剤組成物は、増ちょう剤を含むグリースであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の潤滑剤組成物。
6. 内輪と、外輪と、該内輪および外輪の間に介在する複数の転動体と、軸受内空間に封入または供給される潤滑剤組成物とを有する転がり軸受であって、
   前記潤滑剤組成物が請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の潤滑剤組成物であることを特徴とする転がり軸受。

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